The integration of medical imaging, computational analysis, and robotic technology has brought about a significant transformation in minimally invasive surgical procedures, particularly in the realm of laparoscopic rectal surgery (LRS). This specialized surgical technique, aimed at addressing rectal cancer, requires an in-depth comprehension of the spatial dynamics within the narrow space of the pelvis. Leveraging Magnetic Resonance Imaging (MRI) scans as a foundational dataset, this study incorporates them into Computer-Aided Design (CAD) software to generate precise three-dimensional (3D) reconstructions of the patient's anatomy. At the core of this research is the analysis of the surgical workspace, a critical aspect in the optimization of robotic interventions. Sophisticated computational algorithms process MRI data within the CAD environment, meticulously calculating the dimensions and contours of the pelvic internal regions. The outcome is a nuanced understanding of both viable and restricted zones during LRS, taking into account factors such as curvature, diameter variations, and potential obstacles. This paper delves deeply into the complexities of workspace analysis for robotic LRS, illustrating the seamless collaboration between medical imaging, CAD software, and surgical robotics. Through this interdisciplinary approach, the study aims to surpass traditional surgical methodologies, offering novel insights for a paradigm shift in optimizing robotic interventions within the complex environment of the pelvis.


翻译:医学影像、计算分析与机器人技术的融合,已极大推动了微创外科手术的变革,特别是在腹腔镜直肠手术领域。这一针对直肠癌的专科手术技术,需要深入理解盆骨狭窄空间内的动态三维关系。本研究以磁共振成像扫描为基础数据集,将其导入计算机辅助设计软件,生成患者解剖结构的精确三维重建模型。研究的核心是对手术工作空间进行分析——这是优化机器人干预的关键环节。通过复杂的计算算法,在CAD环境中处理MRI数据,精确计算盆腔内部区域的尺寸与轮廓,最终得出LRS中可行区域与受限区域的细致认知,涵盖曲率、直径变化及潜在障碍物等因素。本文深入探讨了机器人LRS工作空间分析的复杂性,展示了医学影像、CAD软件与手术机器人之间的无缝协作。通过这种跨学科方法,本研究旨在超越传统手术模式,为优化复杂盆腔环境中的机器人干预提供全新见解,推动范式转变。

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